录井工程  2019 , 30 (3): 112-116 https://doi.org/10.3969/j.issn.1672-9803.2019.03.020

解释评价

苏里格气田低全烃值储集层含气性认识与评价

赵全国, 陈名, 邱丙静, 高磊, 陈凌云, 孙皓, 李婧

中图分类号:  TE132.1

文献标识码:  A

收稿日期: 2019-07-18

网络出版日期:  2019-09-25

版权声明:  2019 《录井工程》杂志社 《录井工程》杂志社 所有

作者简介:

作者简介:赵全国 高级工程师,1972年生,1997年毕业于长春科技大学石油天然气地质勘查专业,现在中国石油渤海钻探油气合作开发分公司地质研究院从事地质综合研究工作。通信地址:300457 天津市开发区第二大街83号(中国石油天津大厦)。电话:(022)66332710。E-mail:zhaoquanguo01@cnpc.com.cn

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摘要

气测录井是苏里格气田储集层含气性认识与评价的主要参数和手段,钻井过程中受到储集层含气特征、钻井参数、钻井液参数、脱气及传输效率、仪器性能等多方面影响,全烃检测值差异很大,低全烃值气井频繁出现,影响了气层的有效识别和评价,制约了工艺流程选择和合理实施。通过合作区块低全烃值井分析探究发现,引起低全烃值有三种情况:一是钻井进程和录井环节都正常,因钻时大、钻井液粘度大、气泵泵效低等因素影响致使全烃值偏低,这种影响效应全井是一致的,属于全井低全烃值型;二是钻井参数(如井眼大小)或工艺(如定向钻进)阶段变化甚至频繁变换引起局部井段全烃值偏低,属于钻井参数低全烃值型;三是井漏、仪器故障等因素引起全烃值失真或丢失而偏低,属于录井工艺低全烃值型。针对不同原因采用区域标志层法、冲淡系数法、参数关联法等进行校正、恢复、还原,实现储集层含气性有效认识和正确评价,促进了气测录井在苏里格气田开发中的作用。

关键词: 苏里格气田 ; 低全烃值 ; 影响因素 ; 校正 ; 储集层 ; 含气性 ; 评价 ; 应用

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赵全国, 陈名, 邱丙静, 高磊, 陈凌云, 孙皓, 李婧. 苏里格气田低全烃值储集层含气性认识与评价[J]. 录井工程, 2019, 30(3): 112-116 https://doi.org/10.3969/j.issn.1672-9803.2019.03.020

0 引 言

苏里格气田属于低孔隙度、低渗透率、低丰度的大面积分布的岩性气藏[1,2]。气田勘探开发过程中,随钻气测录井是发现气层最直观的现场第一手资料,也是认识和评价储集层含气性优劣的重要指标[3,4,5,6,7]。但由于随钻气测录井受储集层含气特征、钻井参数、钻井液参数、脱气及传输效率、仪器性能等多方面因素影响,实录全烃值变化很大,不利于储集层含气性评价认识。近年来完钻井中低全烃值井频繁出现,不仅影响储集层含气性的有效识别和评价,而且制约了工艺流程的选择和合理实施,直接影响气井生产开发效果和整体经济效益;同时由于侧钻井和小井眼井试验运用和逐步推广,气测录井在储集层含气性认识和评价方面面临更多挑战。鉴于此,在熟悉区域地质情况基础上,通过大量已钻井资料收集、分析、归类,总结出引起低全烃值的原因,并探索出有针对性的校正还原方法,实现了低全烃值储集层含气性有效认识和正确评价。

1 气测录井影响因素探讨

气测录井影响因素多种多样,根据采集过程可以归结为四个方面:地质因素、机械钻井因素、钻井液体系因素、气测录井工程因素。

1.1 地质因素

地质因素是影响气测全烃值的主因,主要反映在储集层物性和含油气性两方面。

储集层物性主要包括孔隙度、渗透性,储集层物性越好,储存油气的空间就越大,油气在其中流动性就会越强;含油气性主要包括含油气饱和度及油气性质两方面,含油气饱和度越大、气油比越高,含气量越大,钻井液中气测异常越明显,通常情况下油气性质是决定气测录井烃类组分变化的主因[8]

1.2 机械钻井因素

影响气测录井的机械钻井因素主要有钻头直径和钻时。钻井过程中钻头直径越大,钻时越小,单位时间内破碎的岩屑越多,进入钻井液中的油气越多,录井气测全烃值就会越大,反之就会越小。

1.3 钻井液体系因素

钻井液体系因素主要有钻井液排量、钻井液性能(特别是粘度)。在钻速一定的条件下,钻井液排量大,单位体积钻井液所含的油气量就相对减少,破碎的油气被冲淡;同时如果钻井液粘度大,其中的油气不容易逸出,气测全烃显示就偏低。

1.4 气测录井工程因素

气测录井工程主要包括脱气器、气管线、气泵、气体分析仪等部分,它是储集层含气性监测的终端。脱气器脱气效率大小、气管线长短、气泵泵率与气体分析仪灵敏度均对气测全烃值产生不同程度的影响,任何一个环节出现问题,都会导致气测全烃值失真或漏失,甚至造成难以弥补的责任事故。

2 低全烃值气井分类

苏里格气田合作开发区块气井出现低全烃值有三种情况:全井低全烃值型、钻井参数低全烃值型、录井工艺低全烃值型。

2.1 全井低全烃值型

全井低全烃值型是在钻井工程参数变化不大和气测工艺流程正常情况下出现的,其原因主要是钻井工程参数、气测工艺流程各个环节没有达到最佳气测检测效果,这种影响对于这口气井来说是普遍的、系统性的,也是完钻井中存在最多的。全烃值虽低,但能够较好地反映出储集层含气性的变化,只是不利于含气性标准化评价和井间、层间对比,因此需要后期校正。区域标志层法则可弥补这类不足。

区域标志层法就是选择区域标志层山2段近底部煤层全烃值作为标准层,将本井气测全烃每个点与标准层全烃值相除,就能很大程度上消除非地质因素影响,得到一个相对标准化的、主要反映地层含气性的相对值[9]

标准化全烃值等于全烃实测值与校正系数的乘积:

Tg标=ηTg测

式中:Tg标为全烃标准值,%;Tg测为全烃实测值,%;η为单井校正系数。

单井校正系数为煤层全烃标准赋值(50%)除以单井煤层全烃实测值:

η= Tg煤标Tg煤测

式中:Tg煤标为煤层全烃标准赋值(50%);Tg煤测为单井煤层全烃实测值,%。

通过这种区域标志层法实现了全井低全烃值井标准化校正。

2.2 钻井参数低全烃值型

随着定向钻井技术的进步和苏里格气田开发环保形式的严峻,水平井、定向井井型成为常态,而目的层段定向钻进钻速变慢很容易造成实录气测全烃值变低,钻时变化越大,气测全烃值变化也越大,越不利于储集层含气性的认识和评价。此外,侧钻井、小井眼井的实施与推广,也会造成全烃值变小;钻井队为增加钻井液携砂能力,增加排量也会引起全烃值变低。由此可见,钻时大、钻头直径小、钻井液排量大成为钻井参数引起全烃值低的三大主因。冲淡系数法[10]能很好地修正低全烃值,提高气测储集层含气性评价质量,其值计算公式如下:

D= Qtπd2/4

式中: D为冲淡系数;Q为钻井液泵排量,m3/min;t为钻时,min/m;d为钻头直径,m。

2.3 录井工艺低全烃值型

录井工艺环节出现问题会引起气测全烃值明显变低,如果发现及时,可以通过取样全脱来补救;若不能及时发现,就会造成气测全烃值失真或漏失,这种情况发生在目的层特别是气层段时会给气层的发现及后期含气性的评价带来极大困难,可能造成不必要经济损失。针对可疑气层运用参数关联法校正可取得较好效果。

参数关联法是通过气层气测全烃值与测井某个或几个参数间较好的相关性,得出相关性公式,实现可疑层全烃值校正并正确评价其含气性的方法。经过验证苏X井区典型气层(共182个点)的孔隙度、渗透率、含气饱和度、孔隙度与含气饱和度乘积等测井参数与全烃值相关性,只有含气饱和度与气层全烃值相关性最好(图1),因此选择含气饱和度作为苏X井区关联参数,弥补气层全烃值失真的不足。

图1   气层全烃值与含气饱和度相关性分布图

   

表1为S 1-1井在储集层段3 1813 187 m运用参数关联法标准化统计结果,经钻时校正后气测全烃相对误差在±8%内,吻合度较高。 其中:含气饱和度为测井解释数据,Tg标为全烃标准值(含气饱和度与1.155 3乘积),Tg校为运用冲淡系数法针对钻时(参考钻时为1.8 min/m)对Tg测进行校正结果,相对误差1Tg标Tg测误差,相对误差2Tg标Tg校误差。

表1   S 1-1井参数关联法气测全烃标准化统计表

   

井深/m钻时/(min·m-1)Tg测/%含气饱和度/%Tg标/%相对误差1/%Tg校/%相对误差2/%
3 1823.618.9234.4639.81110.4637.835.23
3 1831.778.9265.5975.78-3.9772.344.76
3 1841.984.8671.5482.65-2.6189.58-7.74
3 1851.878.5863.7073.59-6.3576.40-3.68
3 1862.138.8238.2844.2213.9044.210.02
3 1873.712.2820.2123.3590.0824.91-6.26

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3 低全烃值校正法的应用

针对近年来出现的20口低全烃值井(占完钻井的31.7%)中80个储集层开展了全烃值校正和主要目标储集层含气性解释评价,经试气或生产数据验证,其中16口井63层与试气或生产数据相符,符合率由最初的69.2%提升到78.8%,应用效果显著。

3.1 区域标志层法

全井低全烃值型井有16口,占比80.0%,区域标志层法能够有效标准化校正,钻井过程中或完钻评价均适用,以S 1-2井为例:

S 1-2井实钻气测全烃整体偏低(图2Tg测),最高气测全烃15.43%,对应层解释为差气层2.1 m/1层,气层1.9 m/1层,区域标志煤层最高气测全烃15.31%。根据区域标志层法可知,本井校正系数η为3.04,校正后最高气测全烃值为46.94%(图2Tg标),峰形呈尖峰状;综合解释差气层2.0 m/2层,气层4.0 m/1层;试气投产获1.12×104 m3/d工业气流,校正后综合解释结论与试气结果相符。

图2   S 1-2井气测全烃标准化校正综合图

   

3.2 冲淡系数法

钻井参数低全烃值型井有3口,占比15.0%,主要为侧钻水平井和水平井,冲淡系数法能够较好地实现标准化校正,以S 1-3CH井为例:

S 1-3CH井是在S 1-3井基础上针对盒8上亚段未动用气层实施的一口侧钻水平井,原井眼钻头直径216 mm,泵排量1.6 m3/min,平均钻时2.29 min/m,根据冲淡系数公式求得原井眼冲淡系数D1为100.03;侧钻水平段钻头直径118 mm,泵排量0.4 m3/min,侧钻井眼冲淡系数D2为36.6t(t为钻时)。侧钻井气测全烃标准化如下:

Tg标= D2TgD1≈0.366tTg测

侧钻过程中进行多次定向钻进,由于钻时大(图3中钻时曲线),气测录井值整体偏低且变化大(图3Tg测),不利于含气性定性分析评价。运用冲淡系数法校正后(图3Tg标),全烃值明显改善,如井深3 514 m钻时22.3 min/m,Tg测为6.50%,运用上面校正公式得出Tg标为53.06%,气层段全烃值更加均一化,从而能够更精确地完成储集层含气性分类评价。试气投产获1.51×104 m3/d工业气流,与综合解释结论吻合。

图3   S 1-3CH井气测全烃校正综合图

   

3.3 参数关联法

录井工艺低全烃值型井仅有1口,占比5.0%,参数关联法起到很好校正作用,仅适用于完井评价,以S 1-4井为例:

S 1-4井非目的层盒4段钻遇3.32%全烃值(图4Tg测),而山2段煤层全烃最高达到77.53%,对应层解释为差气层。通过调查,进入盒4段地层出现过气管线进钻井液没能及时发现,导致盒4段气测值失真;采用参数关联法校正,Tg标为含气饱和度与1.155 3乘积(图4Tg标),最大含气饱和度64.56%对应最高全烃值为74.58%,峰形呈指状,综合解释差气层0.8 m/1层,气层4.0 m/1层。试气投产获1.72×104 m3/d工业气流,生产分类为Ⅰ类井,较准确评价了其含气性。

图4   S 1-4井气测全烃校正综合图

   

4 结 论

(1)苏里格气田合作开发区块低全烃值气井存在三种类型:全井低全烃值型、钻井工程参数低全烃值型、录井工艺低全烃值型。第一种类型较普遍,后两种类型较特殊,均影响对储集层含气性的认识和正确评价。

(2)区域标志层法利用苏里格气田地质特征的特殊性,实现了全井低全烃值型的有效校正,且操作简单,实用性强,适合在随钻和完钻评价中应用。

(3)冲淡系数法和参数关联法主要针对气井中局部低气测值进行修正、补救,有其特殊适用条件,在应用中需要根据实际工况调整完善。


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